沼气脱水、脱硫及净化
沼气高值利用预处理净化技术
沼气高值利用预处理净化技术韩力超,刘建广（山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101）摘要：沼气的高值利用就是将厌氧产生的沼气经过脱水、脱硫和脱碳（去除二氧化碳），使甲烷含量达到95%以上，可用于工业和民用。
论述了沼气脱硫、沼气脱除二氧化碳和沼气脱除水分等杂质的净化内容，并且对沼气高值利用技术的前景进行了展望。
关键词：沼气高值利用杂质净化Pretreatment-purification technology of thehigh-value-use of biogasHan Li-chao，Liu Jian-guang(College of Environmential and Municipal Engineering, Shandong JianZhu University,Jinan 250101, China)Abstract: The high value use of biogas is anaerobic methane produced by the dehydration,desulphurization and decarbonization(removal of carbon dioxide),so that more than 95% methane content.It can be used for industrial and civil. Three aspects covering biogas desulfurization,decarburization and dehydration are discussed. In addition,the prospect of the high value use of biogas was forecasted.Key words: biogas high-value use purification of impurities1 前言随着环境污染的日益严重，人们开始利用各种方法减少生产发展对环境的破坏。
沼气液化技术方案0605
沼气液化技术方案郑州蓝德环保科技有限公司2012.6.4目录第一章沼气处理 (1)1.1 沼气特点 (1)1.2 常用沼气利用方法 (1)1.2.1沼气净化用作天然气 (1)1.2.2沼气热电联供 (4)1.2.3沼气提纯天然气液化 (5)1.3 沼气利用方法比选 (6)第二章沼气提纯天然气液化技术 (7)2.1 液化前预处理 (7)2.1.1脱水 (7)2.1.2脱硫脱碳 (8)2.1.3脱除其他杂质 (8)2.2 天然气液化处理 (9)2.2.1阶式制冷工艺 (10)2.2.2混合制冷工艺 (10)2.2.3膨胀制冷工艺 (11)第三章国内外沼气液化技术现状 (12)3.1 我国天然气液化技术现状 (12)3.1.1中原LNG工厂液化工艺 (12)3.1.2上海浦东LNG工厂（东海天然气事故调峰站）工艺 (13)13.1.3新疆广汇LNG工厂工艺 (13)3.2 国外沼气液化技术现状 (14)3.2.1Ros Roca Envirotec (14)3.2.2Gastreatment Services(Gts) (16)第四章天然气液化技术应用前景 (18)4.1 国际上的应用前景 (18)4.2 国内LNG的应用现状 (18)第五章蓝德公司沼气液化技术 (19)5.1 气体全系列处理系统(GTP) (20)5.1.1工艺运行条件 (21)5.1.2工艺介绍 (21)5.2 全套气体产能系统(GPP) (22)5.2.1工艺过程 (22)5.2.2技术优势 (23)5.3 GPP P LUS (23)5.3.1操作细则 (24)5.3.2GPP Plus系统 (24)5.3.3CO2储存 (24)5.3.4液态沼气（LBG）储存 (25)2第一章沼气处理1.1沼气特点沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(C02)。
甲烷占60%-70%，二氧化碳占30%-40%，还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。
沼气工程脱硫方案
沼气工程脱硫方案一、背景随着人们对环境保护和可再生能源利用的重视，沼气工程作为一种清洁能源逐渐受到关注。
沼气主要由甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)组成，但同时也含有少量的硫化氢(H2S)、氮气(N2)和其他杂质气体。
其中硫化氢是一种有毒气体，对环境和人体健康都有一定危害。
因此，在沼气工程中，需要对硫化氢进行脱除处理，以提高沼气的利用价值。
本文旨在分析沼气中硫化氢的脱硫原理，并提出一套可行的脱硫方案。
二、硫化氢脱除的原理硫化氢是一种具有刺激性气味的有毒气体，主要来源于有机物质的分解、发酵过程中。
在沼气生产过程中，沼泥中的有机物质通过厌氧发酵产生沼气，而其中的硫化氢则随之产生，成为沼气中的主要有害成分。
因此，脱除沼气中的硫化氢是沼气工程中的一项重要工作。
常见的硫化氢脱除方法主要有化学吸收法、生物法、氧化法和吸附法等。
在实际的沼气工程中，根据工程规模、硫化氢含量、经济成本等因素综合考虑，选择适合的硫化氢脱除方法至关重要。
三、硫化氢脱除方法的选择1. 化学吸收法化学吸收法是一种将硫化氢通过液相吸收剂进行反应，从而将硫化氢脱除的方法。
常见的液相吸收剂有氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氧化铁(Fe2O3)等。
在沼气工程中，常用的化学吸收法是采用氢氧化钠作为吸收剂。
具体操作是将氢氧化钠溶液与沼气进行接触，在一定条件下，硫化氢会与氢氧化钠发生化学反应，生成硫化钠(Na2S)和水(H2O)，从而将硫化氢脱除。
化学吸收法对硫化氢的脱除效果较好，可以将硫化氢含量降低到较低水平。
但同时，化学吸收法需要大量的吸收剂和设备投入，成本较高，运行维护成本也较大。
2. 生物法生物法是利用特定的微生物菌群对硫化氢进行生物降解，从而将硫化氢脱除的方法。
生物法对环境友好，无需添加大量化学药剂，操作简便，投资和运行成本较低。
但生物法对硫化氢的脱除效果较化学吸收法要差，难以将硫化氢含量降低到较低水平。
因此，生物法一般适用于硫化氢含量较低的沼气脱硫处理。
几种沼气脱硫方式的介绍
几种沼气脱硫方式介绍沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛，在我国环保标准中严格规定，利用沼气能源时，沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。
无论在工业或民用气体中，都必须尽可能的除去H2S。
沼气从厌氧发酵装置产出时，特别是在中温或高温发酵时，携带有大量的H2S。
由于沼气中还有大量的水蒸汽存在，水与沼气中的H2S共同作用，加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。
另外，H2S 燃烧后生成的SO2，与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸，使设备的金属表面产生腐蚀，并且还会造成对大气环境的污染，影响人体健康。
因此，在使用沼气之前，必须脱除其中的H2S。
业内常用的沼气脱硫方法有:干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。
一、总述沼气作为一种新兴能源其应用越来越广泛，在我国环保标准中严格规定，利用沼气能源时，沼气气体中H2S 含量不得超过20mg/m3。
无论在工业或民用气体中，都必须尽可能的除去H2S。
沼气从厌氧发酵装置产出时，特别是在中温或高温发酵时，携带有大量的H2S。
由于沼气中还有大量的水蒸汽存在，水与沼气中的H2S共同作用，加速了金属管道、阀门和流量计的腐蚀和堵塞。
另外，H2S 燃烧后生成的SO2，与燃烧产物中的水蒸气结合成亚硫酸，使设备的金属表面产生腐蚀，并且还会造成对大气环境的污染，影响人体健康。
因此，在使用沼气之前，必须脱除其中的H2S。
业内常用的沼气脱硫方法有：干法脱硫、湿法脱硫、生物法脱硫等几种脱硫方法。
二、脱硫原理1.干法脱硫干发脱硫是一种简易、高效、相对低成本的脱硫方式，一般适合用于沼气量小，硫化氢浓度低的沼气脱硫。
干法脱除沼气气体中硫化氢（H2S）的设备基本原理是以O2使H2S氧化成硫或硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。
干法设备的构成是，在一个容器内放入填料，填料层有活性炭、氧化铁等。
气体以低流速从一端经过容器内填料层，硫化氢（H2S）氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器另一端排出。
沼气脱硫方法
沼气脱硫方法0引言沼气是一种可再生能源，在目前能源短缺的情况下日益受到人们的重视。
通常沼气的气体的组成为甲烷(60%～70%)和二氧化碳(30%～40%)，另外还含有少量的硫化氢等气体。
硫化氢是一种剧毒的有害气体，对管道、燃烧器和仪器仪表等有强烈的腐蚀作用；燃烧后硫化氢生成二氧化硫，污染环境，并影响人的身体健康。
我国环保标准严格规定：利用沼气能源时，沼气气体中硫化氢含量不得超过20mg/m3。
沼气中的硫化氢质量浓度一般为1～12g/m3，远远高于我国环保标准的规定。
所以，硫化氢的脱除成为沼气使用过程中必不可少的一个环节。
1传统的脱硫方法1.1湿法脱硫湿法脱硫是利用特定的溶剂与气体逆流接触而脱除其中的硫化氢，溶剂通过再生后重新进行吸收。
根据吸收机理的不同，又分为化学吸收法、物理吸收法、物理化学吸收法以及湿式氧化法。
湿法脱硫流程复杂，投资大，适合于气体处理量大和硫化氢含量高的场合。
其中，常用于沼气脱硫的方法有萘醌吸收法和氨水法等。
1.1.1萘醌吸收法吸收液呈碱性，能吸收酸性气体，而且由于弱酸性的缓冲作用，在吸收酸性气体时，pH 值不会很快发生变化，保证了系统操作的稳定性。
此外，碳酸钠溶液吸收H2S比吸收CO2快。
由于在沼气中这两种酸性气体同时存在，所以可以部分地选择吸收H2S。
该法已成功地用于从气体中脱除大量CO2，也可用来脱除含CO2和硫化氢的天然气及沼气中的酸性气体。
此溶液对H2S吸收的化学反应方程式为Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS许宁和朱延美[1]等针对沼气的组成，对萘醌吸收液进行了改进研究，确定了用于沼气中硫化氢吸收液的适宜配方，使脱硫率达到了99%～99.5%。
该方法的主要优点是设备简单且经济；主要缺点是一部分碳酸钠变成了重碳酸钠而导致吸收效率降低，一部分变成硫酸盐而被消耗。
1.1.2氨水法硫化氢是酸性气体，当用碱性的氨水吸收硫化氢时，便发生中和反应，即H2S+NH4OH=NH4HS+H2O第1步是物理溶解过程，气体中硫化氢溶解于氨水；第2步是化学吸收过程，溶解的硫化氢和氢氧化铵起中和反应。
河北沼气湿法脱硫工作原理
河北沼气湿法脱硫工作原理
河北沼气湿法脱硫是一种常见的脱硫方法，其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 水洗：首先将含有硫化氢(H2S)的沼气通过喷淋装置喷入悬
挂有水滴的洗涤塔中。
水滴与沼气接触后，硫化氢会在水滴表面吸附，形成硫化物(HS-)。
2. 氧化：洗涤塔中通入氧气或空气，使水滴中的硫化物氧化为硫酸根离子(SO42-)。
氧化反应通常需要一定的时间和反应温度。
3. 中和：在洗涤塔中注入碱性溶液，如氢氧化钠(NaOH)或碳
酸钠(Na2CO3)，使硫酸根离子与碱中的钠离子结合生成硫酸
钠(Na2SO4)。
这一步是为了降低反应液的酸碱度，以防止酸
性溶液对设备的腐蚀。
4. 分离：经过中和反应后的反应液中含有硫酸钠和未反应的氯化物等杂质。
通过沉淀、过滤或其他分离方法将硫酸钠和杂质分离开。
5. 脱水：将分离得到的硫酸钠溶液通过蒸发、结晶等方法进行脱水处理，将其浓缩成高浓度的硫酸钠固体。
整个工艺过程中，原沼气中的硫化氢经过氧化和中和反应最终转化为硫酸钠固体，达到了脱硫的目的。
该方法具有处理效果好、成本低、操作简便等优点，因此在沼气处理中被广泛应用。
国内外沼气净化提纯工艺汇总
国内外沼气净化提纯工艺汇总国内外沼气净化提纯工艺汇总沼气净化提出的程度取决于沼气的用途。
沼气供热需要脱硫化氢、水，沼气发电需要脱硫化氢、水、有机卤化物；沼气作汽车燃料需要脱硫化氢、水、有机卤化物、二氧化碳；沼气并入天然气网需要脱硫化氢、水、有机卤化物、二氧化碳以及金属。
本文将就沼气脱水、脱硫和脱碳的常用工艺进行汇总详述。
一、脱硫工艺沼气脱硫是为了避免硫化氢腐蚀设备、硫化氢中毒，以及防止沼气燃烧时，硫化氢被氧化成二氧化硫或三氧化硫造成更大的危害。
其脱除方法如下：1.生物降解工艺沼气中的硫可以通过微生物被去除。
大部分的硫氧化细菌都属于硫杆菌属，且大多都是自养的，即他们可以利用沼气中的二氧化碳来满足其C营养的需要，主要生成物是单质硫，也有部分硫酸根，在溶液中形成硫酸会造成腐蚀。
根据沼气中不同不同的硫化氢含量，可以往沼气中通入2%-6%的空气，以满足生物氧化硫化物的需要。
最直接和简单的方法是直接往厌氧消化罐或储气罐中通入一定量的氧或空气并保持一定时间，因为硫杆菌随处可见，所以并不需要接种。
消化物的表面可以提供给他们一个微观好氧环境和必须的营养以供它们生长，并会形成菌落上面附着一层黄色的硫。
适当的温度、反应时间和空气量可以使硫化氢减少至50ppm。
对于不同的甲烷含量，沼气在空气中的爆炸范围为6%-12%，所以必须采取一定的安全措施以避免给沼气中通入过量的空气。
2.生物滤床工艺在大型厌氧消化罐生产沼气中，水洗和生物脱硫常常被联合起来用以去除硫化氢。
可以使用废水或者消化罐中的上清液从滤床顶部通入，沼气从底部通入，进入滤床前的沼气中通入4%-6%的空气，滤床为水吸收硫化氢和脱硫微生物的生长都提供了一个充足的接触面。
在丹麦，有几家工业污水处理厂和很多农场发酵产沼都在使用此种工艺净化沼气。
3.消化污泥中加氯化铁工艺直接往消化污泥中加入氯化铁，氯化铁会和硫化氢反应而形成硫化铁盐颗粒。
这种方法可以使硫化氢的产生量大为减少，但不能减少到天然气或汽车燃料所要求的水平，需要再进一步处理。
沼气工程脱硫系统方案
沼气工程脱硫系统方案脱硫系统是沼气工程中的重要组成部分，通过适当的脱硫系统设计和设备配置，可以有效地去除沼气中的硫化氢，降低硫化氢含量，保证沼气的安全和环保。
本文将从脱硫系统的原理和设计要点、技术路线和系统方案等方面展开阐述，以期为沼气工程的脱硫系统提供一些有益的参考。
一、脱硫系统的原理和设计要点1.脱硫原理脱硫技术主要包括化学脱硫、物理脱硫和生物脱硫等方法。
化学脱硫通过化学反应将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物，从而去除硫化氢。
物理脱硫是利用吸附剂或活性炭等材料吸附硫化氢，从而实现脱硫的目的。
生物脱硫则是通过微生物在适宜的环境条件下，将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物，实现脱硫作用。
2.设计要点（1）适应性：脱硫系统应根据沼气的硫化氢含量、气体流量和成分特点等情况，选择合适的脱硫工艺和设备，以确保脱硫效率和稳定性。
（2）安全性：脱硫系统应具有安全可靠的性能，防止硫化氢泄漏和造成人员伤害、环境污染或设备损坏等事故。
（3）经济性：脱硫系统应具有合理的投资和运行成本，并且能够实现能源资源的利用和经济效益。
（4）环保性：脱硫系统应考虑废水处理、固废处理和废气处理等环保问题，减少对环境的污染。
二、脱硫技术路线在沼气工程中，常用的脱硫技术路线包括生物脱硫、化学脱硫和物理脱硫等方法。
这里将分别对这三种脱硫技术路线进行介绍。
1.生物脱硫生物脱硫是利用硫酸还原菌、亚硫酸盐还原菌等微生物，利用它们的新陈代谢过程将硫化氢转化为硫酸盐或硫含化物，从而实现脱硫的目的。
生物脱硫技术具有脱硫效率高、操作简单、投资少等优点，但对环境条件、微生物的适应性等要求较高，需要较长的时间来达到稳定脱硫效果。
2.化学脱硫化学脱硫是利用化学反应将硫化氢转化为硫酸盐或硫化合物，从而去除硫化氢。
常用的脱硫剂有氧化铁、氧化铜、氧化锰、氢氧化钠、氢氧化钙等。
通过适当的反应条件和控制，可以实现高效率的脱硫效果。
但是，化学脱硫需要配套设备和耗材的投入，维护、操作和运行成本较高。
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沼气脱水、脱硫及净化
沼气的净化一般应包括沼气的脱水、脱硫及脱二氧化碳。
沼气中的水分与硫化氢共同作用，能加速管道及阀门、流量计的腐蚀，硫化氢还对大气造成污染，所以要脱除。
沼气如何进行脱水：从发酵装置出来的沼气含有饱和水蒸气，可用3种方法将其去除。
(1)冷分离法。
是利用压力能变化引起温度变化，使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。
常用的有两种流程：A．节流膨胀冷脱水法。
一般用于高压燃气，经过节流膨胀或低温分离，使部分水冷凝下来。
B．加压后冷却法。
如净化气在0 8MPa压力下的冷却脱水。
(2)溶剂吸收法。
属于这类脱水溶剂的有氯化钙、氯化锂及甘醇类。
(3)固体物理吸水法。
吸附是在固体表面力作用下产生的，根据表面力的性质分为化学吸附( 脱水后不能再生)和物理吸附(脱水后
可再生)。
沼气的脱硫：沼气中的有害物质主要是硫化氢，它危害人体健康，对管道阀门及应用设备有较强的腐蚀作用。
目前，国内大部分用户均未安装脱硫器，已造成严重后果。
为减轻硫化氢对灶具及配套用具的腐蚀损害，延长设备使用寿命，保证人身健康，必须安装脱硫器。
脱硫原理：在常温下含有H 2S的沼气通过脱硫剂床层，沼气中H 2S与活性物质(如氧化铁)接触，生成硫化铁和亚硫化铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物
又转化为氧化铁和单体硫。
这种脱硫和再生过程可循环进行多次，直至氧化铁脱硫剂表面大部分被硫或其他杂质覆盖而失去活性为止。
脱硫方法：脱硫的方法有湿法脱硫和干法脱硫两种。
干法脱硫具有工艺简单，成熟可靠、造价低等优点，并能达到较好的交货程度。
目前家用沼气脱硫基本上采用这种方法。
干法脱硫剂有活性炭、氧化锌、氧化锰及氧化铁等，从运转时间、使用温度、公害、价格等综合考虑，目前采用最多的脱硫剂是氧化铁。